基坑工程》《地基處理》計(jì)算題歸納(修正版) (1) (1)

1、基坑工程計(jì)算題歸納 第三章：土壓力計(jì)算（水土合算、分算） 第五章：基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算；錨桿直徑、長(zhǎng)度、束數(shù)計(jì)算 第六章：重力式水泥土墻設(shè)計(jì) 第七章：土釘墻拉力、直徑計(jì)算 第八章：輕型井點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 第三章： 3.8 補(bǔ)充條件： 坑外地下水位為-1m，坑內(nèi)沒(méi)有地下水。 全為飽和重度，黏性土 為總應(yīng)力條件下指標(biāo)，其余土為有效應(yīng)力條件下指標(biāo)，其中定義臨界深度為 ，水的重度為 ） 作業(yè)要求： 不代入數(shù)據(jù)計(jì)算，只需寫(xiě)出臨界深度表達(dá)式和分層土界面上下的水、土壓力強(qiáng)度表達(dá)式，坑內(nèi)外都要,c0zw,cqw作業(yè) 習(xí)題3.8mhc2,)1(1111地下水mhc6.5,)2(2222mhc4.4,)3(3333mhc

2、4.4,)3(3333mhc6.1,)2(2222分算分算合算ABCDEF1m)245(tan)245(tan)245(tan)245(tan)245(tan30232022302320221021ppaaaKKKKK坑外坑內(nèi)1.計(jì)算土壓力系數(shù)地下水臨界深度Z0在地下水位上還是下？2.計(jì)算臨界深度（計(jì)算黏性土的主動(dòng)土壓力才有）)1()245(tan)1(20)245(tan2000110210111,011021111,00ZZqKZKcKpZqKKcKpwvaWaavZavaaavZaZ0在地下水位以下：Z0在地下水位以上：分算2.計(jì)算臨界深度)1()245(tan)1(2-K)245(ta

3、n2-K212211302321333av下B,22112022222av上B,hhhhqKhhKcphhqKKcpwvawaavaaa合算分算)1()245(tan)1(2-K3213322113023321333avC,hhhhhhqKhhhKcpwvawaa分算0)245(tan2K2022222av,vaaDpKKcp4.計(jì)算坑內(nèi)計(jì)算點(diǎn)D、E、F被土壓力強(qiáng)度223023333av下E,222022222av上,)245(tan2K)245(tan2KhKKcphKKcpvaapvaaEp33223023333avF,)245(tan2KhhKKcpvaap第五章： 穩(wěn)定性驗(yàn)算（可參考例

4、5-1、5-2） 穩(wěn)定性驗(yàn)算包括有：（1）嵌固深度穩(wěn)定性驗(yàn)算（抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算）（2）整體滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算（3）抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算（4）地下水滲透穩(wěn)定性驗(yàn)算（突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算和流土穩(wěn)定性驗(yàn)算和管涌可能性判別）（1）嵌固深度穩(wěn)定性驗(yàn)算（抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算） 懸臂式：)15.1 ,2.1 ,25.1(11eeaakppkKKaEaE單支撐：)15.1 ,2.1 ,25.1(22eeaakppkKKaEaE(2)整體滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算：)25.1 ,3.1 ,35.1(下滑力力、錨桿拉力）抵抗力（粘聚力、摩擦每一分條土：ssKKP96-97:整體滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算手算過(guò)程：抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算有兩種方法：1、極限平衡理

5、論法2、圓弧滑動(dòng)模式法（3）抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算1、極限平衡理論法 一般情況：（注：圖中的D應(yīng)改為ld）)4.1 ,6.1 ,8.1(K坑外力坑內(nèi)力)(b012bbdmcqdmKKqlhcNNl1、極限平衡理論法 擋土結(jié)構(gòu)底面是 軟弱下臥層：)4.1 ,6.1 ,8.1(K坑外力坑內(nèi)力)(b012bbmcqmKKqDhcNDN2、圓弧滑動(dòng)模式法)7.1 ,9.1 ,2.2(下滑力力）抵抗力（粘聚力、摩擦每一分條土：srKK（4）地下水穩(wěn)定性驗(yàn)算-突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算： 突涌 ：當(dāng)基坑開(kāi)挖后，基坑底面下不透水土層的自重壓力小于下部承壓水水頭壓力時(shí)，引起基坑底土體隆起破壞并同時(shí)發(fā)生噴水涌砂的現(xiàn)象。（4）地下

6、水穩(wěn)定性驗(yàn)算-突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算：)1.1(承壓水壓力土自重hhhwwKKKhD（4）地下水穩(wěn)定性驗(yàn)算流土穩(wěn)定性驗(yàn)算： 流土：在滲流作用下，動(dòng)力水壓力超過(guò)土有效自重時(shí)，土體的表面隆起、浮動(dòng)或某一顆粒群的同時(shí)起動(dòng)而流失的現(xiàn)象稱(chēng)為流土。（4）地下水穩(wěn)定性驗(yàn)算-流土穩(wěn)定性驗(yàn)算：)4.1 ,5.1 ，6.1(動(dòng)力水壓力土的有效自重)8.02(ff1KKKhDlhwd 例5-1 （錨桿長(zhǎng)度、束數(shù)設(shè)計(jì)） 已知：排樁間距2m，錨桿水平間距2m，錨桿傾角15，鉆孔直徑150mm，錨桿桿體采用1*7鋼絞絲，擬加預(yù)加力80kN，彈性支點(diǎn)水平反力Fh=240kN，支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，荷載分項(xiàng)系數(shù)Yf取1.25 （其

7、中，單束錨索直徑選用15.2mm，其抗拉強(qiáng)度f(wàn)py=1320MPa，固結(jié)體直徑150mm，土體與固結(jié)體粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值qsk=75kPa，O點(diǎn)在基坑底）mdqRlkNKNRKKNRkNbsFNiskkntkkttkkahk6.1015.0*75000*37594094.37597.234*6.1;6.1,按97.23415cos*22*240cos,0m?6.10?5.115cos0.1)1524.1945sin()24.1945sin()15tan*0.15(5.1cos)245sin()245sin()tan(00000000021fnmmflllddaal2，取整數(shù)23.1）22.15（*

8、5.222n所需錨索束數(shù)5.2221320234970*25.1*0.1A錨桿直徑計(jì)算：22pmmfNpy 第六章： P148 例6-1 某基坑開(kāi)挖深度4.2m，采用重力式水泥土墻支護(hù)，支護(hù)結(jié)構(gòu)安全性等級(jí)為三級(jí)。水泥土樁為直徑700mm，間距500mm，墻體寬度為3.2m，嵌固深度為3.0m，墻體重度取22kN/m3,水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為0.8MPa?？油獾叵滤粸榈叵?.0m，坑內(nèi)地下水位為地面下5m，各地層重度、黏聚力、內(nèi)摩擦角見(jiàn)圖6.13。地面施工荷載q=15kPa。 試進(jìn)行重力式水泥土墻的抗傾覆、抗滑移和抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算并進(jìn)行截面承載力驗(yàn)算。 （1）主動(dòng)、被動(dòng)土壓力大小，作用

9、點(diǎn)如下：Ep=177.7kNaa=2.7Ea=113.17kNap=1.2 （2）抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算黏聚力，內(nèi)摩擦角水泥土墻底面處,2/)(水泥土墻地面處水壓力)2.1(tan)(1chhuuKEcBBuGEwpwawmmsamp)2.1(95.217.1132.3720tan)2.34288.506(7.177tan)(422)2.22.6(102/)(88.506222.72.31G，m1取計(jì)算單元10sampwpwawmKEcBBuGEhhukN（2）抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算 （3）抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算半寬度簡(jiǎn)化計(jì)算一般取墻體一)3.1()(GovaaGmppaKaEaBuGaE)3.1(65.27.

10、217.1136.1)2.34288.506(2.17.177)(ovaaGmppKaEaBuGaE（3）抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 （4）抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算度按厚度加權(quán)后的天然重內(nèi)以上各土層支擋結(jié)構(gòu)底面坑外，坑,聚力，內(nèi)摩擦角支擋結(jié)構(gòu)底面處土體黏,tan/)1()245(tan)(21tan02012mmqcqbdmcqdmcNNeNKqlhcNNl）4.1（13.315）32.4（1894.14738.632.18)(94.1420tan/）1-38.6（tan/)1(38.6)22045(tan)245(tan2.1818)2.32.182.17.188.25.17(2.71012020tan002

11、tan02210bdmcqdmqcqmmKqlhcNNlNNeeN（4）抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算 （5）正截面承載力驗(yàn)算 在進(jìn)行正截面承載力驗(yàn)算時(shí)，在驗(yàn)算截面的選擇上，需選擇內(nèi)力組合最不利的截面和墻身水泥土強(qiáng)度較低的截面。包括： 1.基坑底面以下主動(dòng)與被動(dòng)土壓力強(qiáng)度相等處 2.基坑底面處 3.水泥土墻的截面突變處 正截面拉應(yīng)力、壓應(yīng)力剪應(yīng)力分別滿(mǎn)足以下要求：5.0-4.0一般取墻體材料抗剪斷系數(shù)，驗(yàn)算截面到地面深度計(jì)值水泥土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)，土壓力設(shè)計(jì)值驗(yàn)算截面處彎矩設(shè)計(jì)值,61EE剪應(yīng)力：BM6壓應(yīng)力：15.06拉應(yīng)力：2icsF02zfEMfBGfzfzBMcsiicspiiaicscscsi （5

12、）正截面承載力驗(yàn)算 經(jīng)計(jì)算，基坑底面以下不存在主動(dòng)、被動(dòng)土壓力強(qiáng)度等值點(diǎn)，也不存在水泥土墻截面突變，所以只需對(duì)基坑底面處進(jìn)行正截面承載力驗(yàn)算。mkNMMmkNMkPafKfiKFcs4.9847.879.025.147.8732.02.0)86.1767.18(2122.02.086.17317.017.092.021)4.138.1(8.1)8.116.21(21)4.128.1(8.18.11)2.339.0(9.08.112125.1,9.0,800取000/1.3965.308.006.3031.52.0)67.1886.17(2192.017.0218.1)6.218.11(219.

13、08.1121piaiEmkNE （5）正截面承載力驗(yàn)算cspiiaicscscsifBGfzfzBM6174.242.30222.32.414.01.39EE剪應(yīng)力：61.1612.34.9862.42225.19.0BM6壓應(yīng)力：15.074.342.4222.34.9866拉應(yīng)力：22icsF022 第七章：土釘直徑計(jì)算 P171 例7-1 某基坑開(kāi)挖深度h為5.0m，黏性土層， 采用三排成孔注漿土釘墻支護(hù)，土釘豎向間距和水平間距均為1.5m。土層極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值40kPa，土釘墻坡度與水平面夾角85，土釘與水平面夾角a=15，成孔直徑d=0.12m，地面超載15kPa，不考慮地下水。

14、（1）試計(jì)算每層土釘軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值；（2）當(dāng)土釘采用hRB400鋼筋時(shí)，計(jì)算所需鋼筋直徑。kPacmkNkk10,6.22,/20030.16.0)127()()()117()()107()245(tan/)tan12tan1(2tan)97(cos1170)147(171,02,bjzjxjakajajjajjbajbaajmmmjzjxjakjjjkjkofjyjssspEEzhEzhhzsspaNPNNfNAP9.145.15.162.662.673.65.19.873.69.8)2/6.2245tan(102)2/6.2245(tan)2015()2/45tan(2)2/45(tan)

15、(8.0,000020020,jzjxjakajjjjjjjjakbsspEzzczqp325.13.0)8.055.1(55.1)(55.197.74)5.45(93.44)0.35(9.14)5.15(97.74)5.48.05(93.44)0.38.05(9.14)5.18.05()()(11hzEzhEzhbaaajjajjbayjsjkofjzxakkmmmfNANNsspaN5.288.220.125.148.225.15.162.6325.11.115cos1cos11.185tan126.2285tan1)26.2285(tan)26.2245(tan1)245(tan/)ta

16、n12tan1(2tan,01 ,1 ,1 ,111 ,0000000202 第八章： P206 輕型井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)實(shí)例 某基坑開(kāi)挖一底面積為30m*50m的矩形基坑，基坑深度4m，地下水位在自然地面以下0.5m處，土質(zhì)為含黏土的中砂，不透水層在地面以下20m，含水層土的滲透系數(shù)k=18m/d，基坑邊坡采用1：0.5放坡。 現(xiàn)進(jìn)行輕型井點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與布置，根據(jù)上述條件，由于為矩形基坑，因此井點(diǎn)系統(tǒng)布置為環(huán)形。井點(diǎn)管距坑邊距離為0.5m，濾管長(zhǎng)度取1.2m，直徑38mm，備有配備抽水設(shè)備。另外，由于不透水層在地面下20m處，故輕型井點(diǎn)系統(tǒng)為潛水非完整井群井系統(tǒng)。不透水層原地下水位降低后地下水位0.5

17、h=0.5H1=4.0L=30/2+4*0.5+0.5=17.50.5H0=20-0.5=19.5h=20-6.25=13.75S0=4+0.5-0.5=4 1）井點(diǎn)管長(zhǎng)長(zhǎng)度，即降水深度 井點(diǎn)管長(zhǎng)長(zhǎng)度H（不包括濾管）按下式計(jì)算，并且考慮井點(diǎn)管露出地面0.2m左右長(zhǎng)度：平距離井點(diǎn)管至群井中心的水井點(diǎn)為地下水降落坡度，環(huán)狀于坑底的距離，一般不小降低后的地下水位至基的距離井點(diǎn)管埋設(shè)面至基坑底式中LIhHILhHH1/100.5m11平距離井點(diǎn)管至群井中心的水井點(diǎn)為地下水降落坡度，環(huán)狀于坑底的距離，一般不小降低后的地下水位至基的距離井點(diǎn)管埋設(shè)面至基坑底式中LIhHILhHH1/100.5m6.2517

18、.51010.54111）井點(diǎn)管長(zhǎng)長(zhǎng)度，即降水深度 2）基坑降水總涌量度濾管有效工作部分的長(zhǎng)的深度部位置）至含水層底面基坑動(dòng)水位（井點(diǎn)管底式中）（）（）（lhkHSRArhHhdrhllhrRhHkwmmmm26-8149.8m1819.51042226.1m35/55/16.625m213.519.5221-8/1704.5m)2 . 01ln()1ln(Q0030020 3）井點(diǎn)管數(shù)量與間距 單根井點(diǎn)管出水量含水層滲透系數(shù)濾管長(zhǎng)度濾管半徑單根井點(diǎn)管出水量式中）（klrqklrqss033037-822.53181.220.0383.14120120 3）井點(diǎn)管數(shù)量與間距 井點(diǎn)管數(shù)量單根井點(diǎn)

19、管出水量基坑降水總涌量式中）（根0038-824.8353.225 .17041 . 11 . 1qQqQn 間距長(zhǎng)）總管長(zhǎng)度（群井連線(xiàn)總式中LmnLD)398(16. 224.83)5535(2 4）選擇抽水設(shè)備 抽水設(shè)備選用可參考下表：0.85-0.750.5-0.4)/2kw/73.18/1704.5)428(7.40.70.51026.719.73210221321動(dòng)力機(jī)械效率，取水泵效率，取度簡(jiǎn)化計(jì)算可取井點(diǎn)管長(zhǎng)基坑總涌水量（安全系數(shù)，一般取）水泵功率（式中sSHsLQkNsLdmkWkQHN地基處理計(jì)算題歸納 第二、六章：黏結(jié)材料單樁承載力特征值、復(fù)合地基承載力特征值、置換率計(jì)算、

20、置換圓直徑de計(jì)算 第三章：灰土樁間距 第四章：換土墊層法設(shè)計(jì) 第二、六章：黏結(jié)材料單樁承載力特征值、復(fù)合地基承載力特征值、置換率計(jì)算、置換圓直徑de計(jì)算怎么計(jì)算樁體復(fù)合地基承載力？ 樁體復(fù)合地基承載力的計(jì)算思路通常是先分別確定樁體的承載力和樁間土承載力，然后通過(guò)一定的原則疊加兩部分承載力得到復(fù)合地基承載力，即： 復(fù)合地基總承載力=樁體總承載力+樁間總土承載力 樁體復(fù)合地基的承載力特征值可用下式表示：式中： fspk=復(fù)合地基總承載力/A 復(fù)合地基承載力特征值，kPa； fpk=樁體總承載力/Ap 樁體承載力特征值，kPa ； fsk=樁間土總承載力/(A-Ap) 天然地基（樁間土）承載力特征

21、，kPa ； m=Ap/A 復(fù)合地基置換率，其中Ap 為樁體總橫截面積，A為對(duì)應(yīng)的加固面積，大致等于基礎(chǔ)底面積。 簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)， 均取1，即 ： 所以置換率m為： 2121,KKskpkspkfmmff)1( 22epskpkskspkddAAffffm對(duì)于黏結(jié)材料樁體承載力特征值： 方法一：公式法 方法二：根據(jù)類(lèi)似地質(zhì)條件工程的經(jīng)驗(yàn)估計(jì)粘結(jié)材料樁體承載力特征值； 方法三：現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)實(shí)測(cè)。 公式法： 式中： fpk 樁體承載力特征值； qsai 按土層劃分的各土層樁周土容許摩阻力； Sp 樁身周邊長(zhǎng)度； Li 按土層劃分的各段樁長(zhǎng)； a 樁端天然地基承載力折減系數(shù)； Ap 樁總橫斷面積； qpa

22、樁端地基土未被修正過(guò)的承載力特征值ppapipsaipkAqAlSqf/)( 除按上式計(jì)算樁體限承載力外，樁身材料強(qiáng)度需滿(mǎn)足允許的極限承載力，即 式中： n 折減系數(shù)，一般取0.33； fcu 樁身材料立方體抗壓強(qiáng)度。 計(jì)算所得的二者中取較小值為樁體的極限承載力。cupkff復(fù)合地基置換率：式中： fspk 復(fù)合地基承載力特征值，kPa； fpk 樁體承載力特征值，kPa ； fsk 天然地基（樁間土）承載力特征，kPa ； m=Ap/A 復(fù)合地基置換率，其中Ap 為樁體總橫截面積，A為對(duì)應(yīng)的加固面積22epskpkskspkddAAffffm 影響圓直徑： de=1.05S（三角形布置）或d

23、e=1.13S（正方形布置）S為樁心間距 1、某水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)，樁徑0.4m，樁端入粉土層0.5m，樁長(zhǎng)8.25m，土層分布：04.5m粉土，qsa26kPa；4.55.45m粉質(zhì)黏土，qsa18kPa；5.456.65m粉土，qsa28kPa；6.657.75m粉質(zhì)黏土，qsa32kPa；7.7512.75m粉土，qsa38kPa，qpa1300kPa，試計(jì)算單樁承載力特征值。(438KN) 1、某水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)，樁徑0.4m，樁端入粉土層0.5m，樁長(zhǎng)8.25m，土層分布：04.5m粉土，qsa26kPa；4.55.45m粉質(zhì)黏土，qsa18kPa；5.456.

24、65m粉土，qsa28kPa；6.657.75m粉質(zhì)黏土，qsa32kPa；7.7512.75m粉土，qsa38kPa，qpa1300kPa，試計(jì)算單樁承載力特征值。(438KN) 2、某軟土地基采用攪拌樁處理地基，樁徑0.5m，樁長(zhǎng)10m，等邊三角形布樁，樁距1.5m，樁周摩阻力特征值15kPa，樁端阻力特征值 60kPa，水泥土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度1.5MPa，天然地基承載力特征值70kPa，試求復(fù)合地基承載力特征值( ) (98.6kpa) 2、某軟土地基采用攪拌樁處理地基，樁徑0.5m，樁長(zhǎng)10m，等邊三角形布樁，樁距1.5m，樁周摩阻力特征值 15kPa，樁端阻力特征值 60kPa，水泥土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度 1.